物理备考之欧姆定律压轴突破训练∶培优 易错 难题篇含详细答案(1)

一、初中物理欧姆定律问题1．如图所示的电路中，电源电压保持不变.闭合电键S，电路正常工作；过了一会儿，一个电表的示数变大，另一个电表的示数变小.如故障只发生在电阻R或灯L上，则下列判断中正确的是A．电阻R一定断路B．电阻R一定短路C．灯L可能变亮D．灯L的亮度可能不变【答案】C【解析】【分析】【详解】两表一个示数变大，另一示数变小有两种可能：电流表的示数变大，电压表的示数变小，则应该是电路中电阻R局部短路，导致总电阻变小，电压表的示数为零，而灯泡中电流增大，即灯泡变亮；电压表的示数变大，电流表的示数变小，则应该是电路中电阻R断路，电流表的示数为零，电压表的示数为电源电压值，此时电路中电流为零，灯泡熄灭．由以上分析可得，A、B、D判断均错误，C判断正确．2．洋洋设计了一个自动测高仪，给出了四个电路，如下图所示，R是定值电阻，R′是滑动变阻器，其中能够实现身高越高，电压表示数越大的电路是A．B．C．D．【答案】C【解析】【详解】A．由图知，R与R′串联，电压表并联在电源两端测电源的电压，其示数不随滑片的移动而变化，故A不符合题意；B．由图知，R与R′并联，电压表串联在电路中测电源的电压，其示数不随滑片的移动而变化，故B不符合题意；CD．电路中R与R′串联，当身高越高时，滑片上移，R′接入电路中的电阻越大，电路中的总电阻越大，由UIR=可知，电路中的电流越小，由U IR=可知，R两端的电压越小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压不变，所以，R′两端的电压变大；C选项中电压表测R′两端的电压，身高越高时，其示数越大，故C符合题意；D选项中电压表测R两端的电压，身高越高时，其示数越小，故D不符合题意．故选C．3．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关 S 后，滑片 P 从b端移动到 a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示，下列判断正确的是（）A．电源电压为 4V B．电路总功率的最大值为 2.4WC．R1电功率的最小值为 0.4W D．R2的最大阻值为10Ω【答案】C【解析】【详解】由图甲可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流；当滑片于a 端时，其接入电路电阻为0，电路中的电流最大，由图乙可知I1=0.6A，由UIR=可得，电源的电压1110.6AU I R R==⨯…①当滑片于b端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由图乙可知，I2=0.2A，U2=4V，则滑动变阻器的最大阻值2224V=20Ω0.2AURI==故D错误；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的电压21210.2A4VU I R U R=+=⨯+…②因电源的电压不变，由①②可得110.6A 0.2A 4V R R ⨯=⨯+解得：R 1=10Ω，电源的电压10.6A 0.6A 10Ω6V U R =⨯=⨯=故A 错误； 电路消耗的最大功率116V 0.6A 3.6W P UI ==⨯=故B 错误；R 1电路消耗的最小功率221210.2A 10Ω0.4W P I R ==⨯=（） 故C 正确。

故选C 。

4．如图所示的电路，电源电压不变，R 1为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．闭合开关S ，当监控区的温度升高时，电压表示数U 与电流表示数I 的关系图象是A ．B ．C ．D ．【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】由电路图可知，R 1与R 2串联,电压表测R 1两端的电压，电流表测电路中的电流。

A ．因热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，所以，当温度升高时，热敏电阻R 1的阻值变小，电路中的总电阻变小，由I ＝UR可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；热敏电阻R 1的阻值变小，由串联分压原理可知，R 1两端的电压减小，即电压表的示数减小；由上述分析可知，当电流表示数I 变大时，电压表的示数U 减小，故A 图象错误； BCD ．根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电压表示数U 1＝U 总−U 2＝U 总−IR 2因U 总、R 2是定值，所以，电压表示数U 1与I 为一次函数，其图象是一条倾斜的直线，且电流增大时，电压变小，故C 图象正确，BD 图象错误。

故选C 。

【点睛】由电路图可知，R 1与R 2串联，电压表测R 1两端的电压，电流表测电路中的电流．由题意可知温度升高时热敏电阻阻值的变化，根据欧姆定律可知电路中的电流和R 2两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化，进而分析可得图象。

5．如图甲是一个用电压表的示数反映温度变化的电路图，其中电源电压 U =4.5 V ，电压表量程为 0～3 V ，R 0是阻值为 200 Ω的定值电阻，R 1 是热敏电阻，其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示。

闭合开关 S ，下列说法正确的是（ ）A ．环境温度越高，电压表的示数越小B ．电压表示数的变化范围 0~3VC ．此电路允许的最高环境温度为 80℃D ．环境温度越高，R 1 消耗的电功率越大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】由电路图可知，R 1与R 0串联，电压表测R 0两端的电压；A ．由图乙可知，环境温度越高时，热敏电阻R 1的阻值越小，电路中的总电阻越小，由UI R=可知，电路中的电流越大，由U IR =可知，R 0两端的电压越大，即电压表的示数越大，故A 错误；B ．由图乙可知，R 1与t 的关系为一次函数，设1R kt b =+把R 1=250Ω、t =20℃和R 1=200Ω、t =40℃代入可得250Ω20k b =⨯+℃，200Ω40k b =⨯+℃解得k =-2.5Ω/℃，b =300Ω，即1( 2.5Ω/300R t =-⨯+℃)℃当t =0℃时，热敏电阻的阻值R 1=300℃，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流101 4.5V=0.009A 200Ω+300ΩU I R R =+=此时电压表的示数0100.009A 200Ω 1.8V U I R ==⨯=所以，电压表示数的变化范围为1.8V ～3V ，故B 错误；C ．当电压表的示数'03V U =时，热敏电阻的阻值最小，测量的环境温度最高，因串联电路中各处的电流相等，所以，此时电路中的电流'0203V =0.015A 200ΩU I R ==因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时热敏电阻两端的电压10 4.5V-3V=1.5V U U U '=-=则此时热敏电阻的阻值112 1.5V=100Ω0.015AU R I '== 由图像可知，此电路允许的最高环境温度为80℃，故C 正确； D ．热敏电阻的阻值为R 1时，电路中的电流01UI R R =+R 1消耗的电功率()()22222111222222001100110101010101111(2244)U U U U U P I R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R ======++-++++-+当R 1=R 0=200Ω时，热敏电阻消耗的电功率最大，因环境温度升高时，热敏电阻的阻值从300Ω减小到100Ω，所以，R 1消耗的电功率先增大后减小，故D 错误。

故选C 。

6．在图所示的电路中，W 为一个稳压管，其作用是确保C 、D 之间的电压U CD 不变，只要流过稳压管W 的电流在5mA 和25mA 之间，U CD 将稳定为15V 。

R 2为一可变电阻，它的最小值为1000Ω，最大值为无穷大（即断路）。

设电源电压U 为25V ，则当R 2变化时，为了确保U CD 为15V ，则R 1阻值为范围应为（ ）A ．250Ω~2000ΩB ．400Ω~500ΩC ．250Ω~400ΩD ．500Ω~2000Ω【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】当R 2的电阻是1000Ω时，通过R 2的电流为15V=0.015A=15mA 1000Ω由于稳压管的电流范围是5mA 到25mA ，则通过R 1的电流为20mA 到40mA ，根据欧姆定律可以计算出R 1的电阻范围10V =5000.02A Ω，10V=2500.04AΩ 即R 1的电阻范围500Ω～250Ω之间；同理，当R 2的电阻是无穷大时，由于稳压管的电流范围是5mA 到25mA ，可以计算出R 1的电阻范围在2000Ω～400Ω之间；而这两部分的公共部分是400Ω～500Ω。

故选B 。

7．明明设计了一个自动测高仪，给出了四个电路，如图所示，R 是定值电阻，R ′是滑动变阻器，其中能够实现身高越高，电压表示数越大，而且示数与身高成正比的电路是（ ）A ．B ．C ．D ．【答案】B 【解析】 【详解】A．从图中可以看到，电压表测的是电源电压，身高越高，电压表示数还是不变，这与题意不符合，A项不合题意；B．从图中可以看到，身高越高时，电压表测量的电阻阻值越大，根据U IR=可知，电压表示数越大，设人的身高是h，由题意可知''-h lRSρ=，可得到''--h l I I lU I hS S Sρρρ==⋅由此式可知电压表示数与身高成正比，选项B符合题意；C．从图中可以看到，这是一个串联电路，身高越高时，滑动变阻器接入电路的电阻越大，根据分压原理可知，滑动变阻器两端的电压越大，电压表的示数越大，可得到关系式''--U h lUh l SRSρρ=⋅+电源可知电压表示数与身高不成正比，C项不合题意；D．从图中可以看到，这是一个串联电路，身高越高时，滑动变阻器接入电路的电阻越大，根据分压原理可知，滑动变阻器两端的电压越大，电阻R两端的电压越小，即电压表的示数越小，这与题意不符合，D项不合题意；故选B。

8．在如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2上标有“20Ω 0.5A"，当滑片P 由c点移到a端的过程中，电压表示数U随滑动变阻器R2接入电路的阻值变化情况如图乙所示，R1的最小功率是0.4 W。

在保证电路元件安全的条件下，下列说法正确的是（）A．电源电压为5 V B．R1的阻值为20ΩC．R2接入电路的最小阻值为2ΩD．R2的最小功率是0.8 W【答案】C【解析】【分析】由图甲所示电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测定值电阻R1两端电压；(1)根据P=I2R可知：电路中电流最小时R1的功率最小，所以当R1的功率最小时滑动变阻器连入电路的电阻最大，即在a点，由图乙可知，R2为20Ω时，电压表的示数为2V，根据P =UI 求出此时电路的电流，然后根据欧姆定律求出两端的电压，根据串联电路的电压特点即可求出电源电压；(2)根据欧姆定律求出R 1的阻值；(3)由于滑动变阻器R 2上标有“20Ω0.5A ”，则电路中的最大电流为0.5A ，根据欧姆定律求出电路中最小电阻，利用电阻的串联特点即可求出R 2接入电路的最小阻值；(4)根据电路中的电流变化范围，利用P =UI 求出滑动变阻器的功率变化范围，据此得出R 2的最小功率。